Kernfusie is een proces waarbij de kernen van atomen samensmelten. Dat doen ze alleen als het heel heet is en als de druk groot is.
Kernsplitsing
|
Kernfusie |
Krachten in atoomkernen zijn zeer sterk. | |
|
|
| |
| |
| |
|
|
|
|
|
|
In Europa wordt al tientallen jaren aan deze technologie gewerkt (ITE, Frankrijk). Amerika gaat vanaf 2024 vol inzetten op kernfusie. | |
Fusion is the answer.
Tijdlijn kernfusie
- 1920: Eén heliumatoom blijkt minder te wegen dan vier waterstofatomen. Dit massaverschil is waar kernfusie zijn energie uit haalt.
- 1939: Natuurkundige Hans Bethe bedenkt hoe waterstofkernen in de zon deuterium kunnen vormen; de eerste stap van het kernfusieproces dat daar plaatsvindt.
- 1946: Het eerste patent voor een kernfusiereactor wordt uitgedeeld aan een zogenoemde Z-pinch-machine, waarbij stroom door het plasma wordt gejaagd.
- 1949: Wetenschapper Ronald Richter begint in Argentinië met een project dat een fusiereactor moet opleveren. Het loopt uit op een fiasco.
- 1950: De Russen Igor Tamm en Andrej Sacharov bedenken de tokamak: een donutvormige ruimte waarin je fusieplasma opsluit met magneetvelden.
- 1951: De eerste constructie die gebruikmaakt van kernfusie is een feit: een atoombom die een beetje fusie gebruikt om een kernsplitsingsreactie te versterken.
- 1958: Het Britse experiment ZETA beweert kernfusie te hebben bereikt, maar moet die claim later intrekken.
- 1962: Het idee van laserfusie wordt geboren: kernfusie door krachtige lasers van alle kanten op een doelwit te laten schijnen.
- 1983: De Europese kernfusiereactor JET – Joint European Torus – wordt in Engeland in gebruik genomen.
- 1985: De Amerikaanse president Ronald Reagan en Sovjet-leider Michail Gorbatsjov bespreken de mogelijkheid om samen te gaan werken op het gebied van kernfusie.
- 1985: Een top met president Reagan en secretaris-generaal Gorbatsjov levert de eerste aanzet op tot de internationale kernreactor ITER.
- 1987: De internationale kernfusiereactor krijgt de naam ITER, wat staat voor International Thermonuclear Experimental Reactor, en bovendien Latijn is voor ‘de weg’. Inmiddels wordt de volledige naam niet meer gebruikt.
- 1997: De Europese reactor JET (zie 1983) wekt 16 megawatt aan fusievermogen op; nog steeds het wereldrecord.
- 2005: Na veel politiek gesteggel wordt besloten om ITER in Frankrijk te bouwen. Spanje, Japan en Canada waren ook in de running als mogelijke locaties.
- 2006: Het ITER-verdrag wordt ondertekend door de zeven leden: Canada, China, India, Japan, de VS, Zuid-Korea en Euratom, een samenwerking van 29 Europese landen.
- 2009: De National Ignition Facility wordt voltooid; een groot Amerikaans experiment dat gebruikmaakt van laserfusie (zie 1962).
- 2010: De bouw van ITER begint bij Cadarache, een groot onderzoekscentrum voor atoomenergie in de Zuid-Franse gemeente Saint-Paul-lès-Durance.
- 2016: Tijdlijn voorzag een opstart van de reactor in 2025. Tien jaar later moest ITER volledig operationeel zijn, waarna commerciële kernfusie in de jaren 2040 van start zou kunnen gaan.
- 2017: In december wordt bekend dat de bouw van ITER halverwege is. Daarmee moet het mogelijk zijn om het gehele complex in 2025 af te hebben.
- 2022: Alle negen segmenten van de tokamak, de donutvormige ruimte waarin de kernfusiereacties plaats moeten vinden, horen in juni op hun plek te staan.
- 2023: Op 5 december gebeurde er iets historisch. Onderzoekers van het Lawrence Livermore National Laboratory voerden met succes een proces uit dat andere onderzoekers decennialang niet lukte. Voor het eerst werd een fusie van atoomkernen bereikt die meer energie produceerde dan de energie die nodig was om het proces te produceren. Het team van Lawrence Livermore herhaalde de resultaten van het experiment met succes in een tweede test die op 30 juli van dit jaar werd uitgevoerd. Constantin Häfner, hoofd van de commissie van deskundigen en het Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT Aken, werkt al vele jaren met fusietechnologie en beschrijft het succes van de Lawrence Livermore-experimenten als “baanbrekend”. “Het team leverde voor het eerst echt wetenschappelijk bewijs van fusie-energie. Dit is nog nooit eerder gedaan in een laboratorium. Het laat zien dat de modellen en voorspellingen die de natuurkundigen ontwikkeld hebben, allemaal kloppen. Dit is de grote doorbraak.”
- 2024: De gehele ITER-reactor wordt omgeven door een roestvaststalen vat met een inhoud van 16.000 kubieke meter. In december moet dit vat voltooid zijn.
- 2024 Joint European Torus (JET) in Engeland sluit na wereldrecord met het 5 seconden lang gecontroleerd energie produceren (69 megajoule).
- 2024: Eurofusion is het Europese onderzoeksbureau. Baas van Eurofusion is Fasoli. Hij verwacht op dit moment dat het in 2060 mogelijk is om elektriciteit te gaan leveren aan het net.
- 2024: Bouw grote experimentele centrale in Zuid-Frankrijk. Hoofd van de centrale is Tim Luce: Doel is om van 5 seconden naar een uur te gaan. En zo het punt te bereiken waarmee je een echte centrale kunt opereren.
- 2025: In december moet voor het eerst een plasma in de reactor worden gebracht. Het gaat het om een testplasma waarin nog geen kernreacties zullen plaatsvinden. Op basis hiervan kan men demonstratiereactoren gaan bouwen.
- 2035: Er wordt een ‘echt’ plasma van deuterium en tritium in de reactor gebracht. Hiermee moet ITER tien keer zoveel energie produceren als nodig is om het plasma te verhitten.
- 2050: De zogenoemde DEMO-reactors moeten laten zien dat ITER-achtige krachtcentrales 24/7 stroom aan het net kunnen leveren.
Voetnoten
- Space dashboard
- Institut of Energy Transition (ITE), France 2030, Ines.2S
- Zoekwoorden: plasma, centrale, atomic, nucleair